关键词： 模型预测静态规划   可回收火箭   不确定风场   制导与控制   鲁棒制导  

摘要： 针对可回收火箭大气层内存在不确定风场难以完成定点垂直软着陆的问题，提出一种基于无迹模型预测静态规划（UMPSP）的着陆段鲁棒制导方法。首先建立火箭推力与姿态耦合的动力学模型，在考虑未知不确定风场的前提下，根据无迹最优控制与模型预测静态规划理论求解出一组对原系统不确定风场参数不敏感的控制解，从而减小终端状态的误差分布，提高着陆精度，其次结合UMPSP算法特点，设计了一种快速解析制导方法以生成初始控制指令，有效增强了算法的求解效率。仿真结果表明，所提出的基于UMPSP的着陆段鲁棒制导方法能够在保证可回收火箭终端着陆精度的同时对各种不确定风场具有较强的鲁棒性和较高的计算效率。

关键词： 控制障碍函数   椭圆障碍物   避障   制导律   二次规划   欠驱动无人水下航行器  

摘要： 为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数，构建带有约束条件的二次规划问题，通过与无障碍环境下的制导律相结合，得到闭式解形式的避障制导律。仿真结果验证了所提方法的有效性，全局上满足安全性和稳定性要求，对于无人水下航行器在复杂海洋环境中的安全航行具有实际应用价值。

关键词： 制导律   落角约束   深度强化学习   有限视场角   微型制导弹药  

摘要： 为满足日益复杂的作战需求，提升微型制导弹药在近距离下的制导性能，本文基于深度强化学习提出了一种考虑视场角极限的落角约束制导律。推导了导弹相对移动目标的落角误差估计公式，以落角误差和视角为状态量并构造了分段奖励函数，将制导问题建模为时间离散的马尔科夫决策过程。通过偏置比例导引获得所需制导指令，并由DRL的策略网络输出其偏置项，通过近端策略优化算法对网络进行训练，得到了最优制导策略，实现了在无弹目距离信息下对视角和落角的约束。最后在不同的初始条件下进行了数值模拟和蒙特卡洛仿真，并对导弹在不同速度下的捕获区域进行了对比分析。结果表明，所提出的制导律在不同初始条件下均能保持良好的制导性能，在近距离打击中相比现有制导律具有更大的捕获区域，在干扰作用下具有更小的落角误差分布，从而验证了本文制导律的有效性与优越性。

关键词： 航天控制   协同制导   时间一致性   滑模控制   固定时间收敛  

摘要： 针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器-目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协议算法对航天器沿视线方向加速度进行设计,实现多个航天器的时间一致性约束.采用滑模控制理论和固定时间收敛理论对垂直视线的两个方向加速度进行设计,实现视线倾角、视线偏角在固定时间内收敛到期望值.针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿.仿真结果表明所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间一致和视线角的收敛.

关键词： 地理信息系统   室内地图   室内定位   安卓   蓝牙信标  

摘要： 为了帮助人们快速确定自己所处的室内位置,减少在复杂室内场所的寻路时间,提升出行体验,本文提出了一种基于室内地图与iBeacon室内定位技术相结合的室内定位导航系统建设方案。该方案基于自主研发的室内地图专用数据结构生产室内地图,通过iBeacon指纹定位方式确定用户位置,利用Spring Boot与GeoServer搭建在线服务,形成了基于Android与Leaflet的室内定位导航系统。结果表明,基于室内地图和iBeacon室内定位技术构建的室内定位导航系统可以实现楼层切换、高精度室内定位和实时路径规划等功能,满足复杂室内环境中的导航定位需求。

关键词： 全膝关节置换术   遥感导航定位   假体力线   定位标记  

摘要： 目的:探讨遥感导航定位(remote sensing navigation alignment,RSNA)系统在全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)中的精准性及其对术后临床疗效的影响。方法:自2021年5月至2022年5月选取60例初次行单侧TKA的Kellgren-Lawrence(K-L)分级为Ⅲ-Ⅳ级的膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者,按照治疗方法分为RSNA组和传统手术组,每组30例。RSNA组男6例,女24例;年龄55~86(68.06±8.23)岁;身体质量指数(body mass index,BMI)22.15~34.58(28.20±3.01)kg·m^(-2);病程2~60(18.80±14.80)个月;K-L分级Ⅲ级13例,Ⅳ级17例。传统手术组男8例,女22例;年龄57~85(67.26±6.32)岁;BMI为23.94~34.55(27.49±2.32)kg·m^(-2);病程3~60(21.30±16.44)个月;K-L分级Ⅲ级14例,Ⅳ级16例。分别于术前与术后3、6个月采用Western Ontario and McMaster大学骨关节炎指数(Western Ontario and McMaster Universities Osteiarthritis Index,WOMAC)和美国膝关节协会评分(Knee Society score,KSS)评价患者功能恢复情况。术前测量下肢髋膝踝角(hip-knee-ankle angle,HKAA)、股骨远端外翻角(femoral valgus angle,FVA)和股骨远端屈曲角(distal fermoral flexion angle,DFFA)。术后1周测量HKAA、HKAA偏移角并计算下肢力线不良率、股骨假体外翻角(femur prosthesis valgus angle,FPVA)和股骨假体屈曲角(femoral prosthesis flexion angle,FPFA)。结果:两组手术均顺利进行,术中无血管、神经损伤等严重并发症,术后伤口Ⅰ期愈合。两组均获得6个月随访。两组术前WOMAC、KSS、HKAA、FVA及DFFA比较,差异均无统计学意义(P>0.05);术后1周RSNA组力线不良率、HKAA、HKAA偏移角、FPVA偏移角、FPFA分别为6.7%、(178.74±1.56)°、(1.25±1.56)°、(1.84±0.16)°、(4.85±2.46)°,传统手术组分别为20.0%、(176.73±3.46)°、(3.27±3.46)°、(2.44±0.26)°、(6.60±1.86)°;两组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后3、6个月WOMAC、KSS比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:RSNA系统可以降低TKA术后下肢力线不良率、FPVA偏移角和FPFA,在保证术后疗效的同时较传统髓内定位手术更精准,操作更简便。

关键词： 气动优化   制导律   代理模型   一体化设计   机器学习   深度Q网络  

摘要： 针对巡飞弹末制导过程,提出了一种基于机器学习的气动优化与制导一体化设计方法。该方法首先以巡飞弹机翼为自由变形对象建立了基于全连接神经网络的气动参数代理模型,结合该模型提出了物理参数优化神经网络进行气动寻优,以此构建了在线气动优化模型;其次,耦合该优化模型和巡飞弹飞行动力学方程组,搭建了强化学习的制导环境,利用深度Q网络强化学习算法设计了智能制导律,实现了气动优化与制导一体化设计。通过打击地面静止目标的仿真实验,与无气动优化的制导律相比,表明:在线气动优化可使得巡飞弹以最优升阻比飞行,缩短了制导时间,节约燃料;一体化模型仅利用弹目视线角速率信息,可产生较连续的攻角制导指令,提高了制导精度。

关键词： 卫星导航系统   卫星制导   指南针   俄罗斯   定位与导航   导引   指路  

摘要： 卫星制导,太空指南针卫星导航系统不仅能给你指路,也能为导弹提供精确的定位与导航信息。常见的卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的“格洛纳斯”等。所谓制导,就是利用各种方式,导引和控制导弹飞向目标。卫星制导则是利用卫星导航系统,告诉导弹自己现在处于什么位置,目标在哪儿等信息。

关键词： 机器视觉   巡检机器人   自动导航系统  

摘要： 随着智能电网的普及,变电站巡检机器人逐渐成为电力系统运维的重要工具。变电站巡检机器人是一种利用机器视觉技术,依据图像处理与识别,实现对变电站设备进行自主巡检和状态监测的智能设备。其自动导航系统是确保巡检机器人高效、安全运行的关键。文章设计了一种基于机器视觉的变电站巡检机器人自动导航系统,详细阐述了系统的硬件设计、关键算法设计,并通过实验验证了系统的有效性与实用性。